WiFi和802 11资料

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1、WiFi和IEEE 802.11无线局域网标准 IEEE 802.11体系结构和服务 nIEEEInstitute of Electrical and Electronics Engineers，电气电子工程师协会。总部设在美 国。 nIEEE 802委员会负责起草局域网草案，并送交 美国国家标准协会（ANSI）批准和在美国国内 标准化。 nIEEE还把草案送交国际标准化组织（ISO）。 ISO把这个802规范称为ISO 802标准，因此， 许多IEEE标准也是ISO标准。 n IEEE 802又称为LMSC（LAN /MAN Standards Committee，局域网/城域网 标准委员会

2、），致力于研究局域网和城 域网的物理层和MAC层规范，对应OSI参 考模型的下两层。 nIEEE802委员会成立于1980年初，该委员会分 成三个分会： n传输介质分会-研究局域网物理层协议 n信号访问控制分会-研究数据链路层协议 n高层接口分会-研究从网络层到应用层的有 关协议 nIEEE 802规范定义了 n网卡如何访问传输介质（如光缆、双绞线、 无线等），以及如何在传输介质上传输数据 n还定义了传输信息的网络设备之间连接建立 、维护和拆除的途径。 n遵循IEEE 802标准的产品包括网卡、桥 接器、路由器以及其他一些用来建立局 域网络的组件。 nIEEE802标准系列 n IEEE802

3、.1A-局域网体系结构 n IEEE802.1B-寻址、网络互连与网络管理 n IEEE802.2-逻辑链路控制(LLC) n IEEE802.3-CSMA/CD访问控制方法与物理层 规范 n IEEE802.3i-10Base-T访问控制方法与物理层规范 n IEEE802.3u-100Base-T访问控制方法与物理层规范 n IEEE802.3ab-1000Base-T访问控制方法与物理层规范 n IEEE802.3z-1000Base-SX和1000Base-LX访问控制方法 与物理层规范 n IEEE802.4-Token-Bus访问控制方法与物理层规范 n IEEE802.5-Tok

4、en-Ring访问控制方法 n IEEE802.6-城域网访问控制方法与物理层规 范 n IEEE802.7-宽带局域网访问控制方法与物理 层规范 n IEEE802.8-FDDI访问控制方法与物理层规范 n IEEE802.9-综合数据话音网络 n IEEE802.10-网络安全与保密 n IEEE802.11-无线局域网访问控制方法与物理层规范 n IEEE802.12-100VG-AnyLAN访问控制方法与物理层规范 n IEEE 802.14 协调混合光纤同轴(HFC)网络的前端和用户站点 间数据通信的协议。 n IEEE 802.15 无线个人网技术标准，其代表技术是蓝牙 (Blue

5、tooth)。 n IEEE 802.16：宽带无线 MAN 标准 WiMAX nIEEE 802.11工作组：1990年成立，专门 致力于无线LAN，开发无线局域网MAC协 议和物理媒体规范。 n经过7年的时间，在1997， IEEE 推出 802.11无线局域网(Wireless LAN)工业标 准。此后这一标准又不断得到补充和完 善，形成802.11x的标准系列。802.11x 标准是现在无限局域网的主流标准。 nIEEE 802.11，主要用于解决办公室局域 网和校园网中用户与用户终端的无线接 入，业务主要限于数据访问，速率最高 只能达到2Mbps。 n由于它在速率和传输距离上都不能满

6、足 人们的需要，所以IEEE 802.11标准被 IEEE 802.11b所取代了。 IEEE 802.11b n1999年9月IEEE 802.11b被正式批准，该标准规定 WLAN工作频段在2.4-2.4835 GHz，数据传输速率达到 11Mbps, 传输距离控制在15-45米。 n该标准是对IEEE 802.11的一个补充， n采用补偿编码键控调制方式， n采用点对点模式和基本模式两种运作模式， n在数据传输速率方面可以根据实际情况在11 Mbps、5.5 Mbps 、2 Mbps、1 Mbps的不同速率间自动切换， n它改变 了WLAN设计状况，扩大了WLAN的应用领域。 nIEEE

7、 802.11b被多数厂商所采用，推出的产品广泛应 用于办公室、家庭、宾馆、车站、机场等众多场合。 IEEE 802.11a n1999年，IEEE 802.11a标准制定完成， n该标准规定WLAN工作频段在5.15-5.825 GHz， n数据传输速率达到54Mbps/72Mbps(Turbo), n传输距离控制在10-100米。 n该标准也是IEEE 802.11的一个补充，扩充了标准的物理层， 采用正交频分复用（OFDM）的扩频技术，采用QFSK调制方 式， n可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构 接口， n支持多种业务如话音、数据和图像等， n一个扇区可

8、以接入多个用户，每个用户可带多个用户终端。 IEEE 802.11a n IEEE 802.11a标准是IEEE 802.11b的后 续标准，其设计初衷是取代802.11b标准 ，然而，工作于2.4GHz频带是不需要执 照的，该频段属于工业、教育、医疗等 专用频段，是公开的，工作于5.15-5.825 GHz频带在有些国家需要执照。一些公司 仍没有表示对802.11a标准的支持，一些 公司更加看好混合标准802.11g。 IEEE 802.11g nIEEE推出IEEE 802.11g认证标准,该标准 提出拥有IEEE 802.11a的传输速率，安 全性较IEEE 802.11b好，采用2种调

9、制方 式，能够与802.11a和802.11b兼容。 n虽然802.11a较适用于企业，但WLAN运 营商为了兼顾现有802.11b设备投资，选 用802.11g的可能性极大。 IEEE 802.11i nIEEE 802.11i标准结合了IEEE802.1x中的 用户端口身份验证和设备验证，对WLAN MAC层进行修改与整合,定义了严格的加 密格式和鉴权机制，以改善WLAN的安全 性。 IEEE 802.11i nIEEE 802.11i新修订标准主要包括两项内容： “Wi-Fi保护访问”(Wi-Fi Protected Access： WPA)技术和“强健安全网络”(RSN)。 nWi-F

10、i联盟计划采用 802.11i标准作为WPA的第 二个版本，并于2004年初开始实行。 n IEEE 802.11i标准在WLAN网络建设中的是相 当重要的，数据的安全性是WLAN设备制造商 和WLAN网络运营商应该首先考虑的头等工作 。 nIEEE 802.11e/f/h IEEE 802.11e标准对 WLAN MAC层协议提出改进，以支持多 媒体传输，支持所有WLAN无线广播接口 的服务质量保证QOS机制。 nIEEE 802.11f，定义访问节点之间的通讯 ，支持IEEE 802.11的接入点互操作协议 （IAPP）。 nIEEE 802.11h用于802.11a的频谱管理。 IEEE

11、 802.11的术语 n见表14.2 2.1 Wi-Fi联盟 n1999年，无线以太兼容性联盟（wireless Ethernet compatibility alliance，WECA）成立 ，后来更名为Wi-Fi（wireless fidelity，无线保 真）。这一组织建立了用于验证802.11b产品 兼容性的一套测试标准。 n经过验证的802.11b产品使用的名称是Wi-Fi。 nWi-Fi认证现已扩展到802.11g产品 2.2 802.11 体系结构 n无线LAN的最小构成块是基本服务集（ basic service set，BSS），它由站点组 成。 nBSS可以是独立的，也可以

12、是通过接入点 与分布式系统（DS）相连。 nBSS对应于蜂窝区。 独立的BSS nBSS没有和其它BSS相连，则该BSS称为 独立BSS（independent BSS，IBSS）。 一个IBSS是一个典型的自组织网络。 n在IBSS中，没有AP。 相连的BSS n如图14.4 扩展服务集 n扩展服务集（extended service set，ESS ）：由互联的两个或多个基本服务集组 成。 2.3 IEEE 802.11服务 nIEEE802.11提供九种不同的服务，也可 将这些服务视为其软件架构的需求，主 要可分为： n主机的服务(Station Service，SS) n分布式系统的服

13、务(Distribution System Services，DSS)。 n主机的服务让主机具有正确送、收数据 的能力，同时也考虑数据传送的安全。 包括下列4种服务： n1. 身份确认服务 主要是用来确认每个主机的身份，IEEE802.11通常要 求双向式的身份确认，一个主机能同时和多个主机(包 括AP)做身份确认动作。 2. 取消身份确认服务 已完成身份认证的工作站可用此服务来取消身份认证 ，一旦取消后连接也同时取消。 n3. 隐密服务 无线网络的数据是在空间开放的介质中传播，因此任 何只要装有IEEE802.11适配卡的主机，都能接收到别 人的数据。所以数据的保密性若做得不好，资料很容 易

14、被别人窃取，隐密服务的主要功能，就是提供一 套隐密服务的算法将数据做加密与解密。 4. 802.11封包传送 此服务为主机服务最基本功能，它将数据传送给接受 者。 n分布式系统服务由分散系统所提供，使802.11 的封包可在同一个ESS(延伸服务群)中的不同 BSS(基本服务群)间传送，无论主机移动到ESS 中的哪个地方都能收到属于它的数据，这类服 务大部分是由AP呼叫使用。 nAP是唯一同时提供主机服务和分布式系统的无 线网络组件，也是主机与分布式系统间的桥梁 。 n分散系统提供下列5种服务： n1. 连接服务 n此服务的主要目的是要在主机和AP之间，建立一个通信连接 。 n当分布式系统要将

15、数据送给主机时，必需事先知道这个主机 目前是透过哪个AP接入分布式系统的，这些信息由连接服务 提供。 n一个主机在被允许通过某个AP送数据给分布式系统前，必须 先和此AP做连接，通常在一个基本服务区内有一个AP，因此 ，任何在这个基本服务区内的主机想和外界通信，就必需先 与此AP相连接。这个动作类似注册，因为，当主机做完连接 动作后，AP就会记住此主机目前在它管辖范围之内。 n在同一时间，任一主机只会和一个AP做连接 ，这样才能使分散系统能在任何时候知道哪 个主机是由哪个AP所管辖， n一个AP却可以同时和多个主机做连接。 n连接服务都是由主机所启动，通常主机会藉 由启动连接服务要求和AP建立一个连接。 n2. 重连接服务 此服务的主要目的是将一个移动中主机的连接 ，从一个AP转移到另一个AP。当主机从一个基 本服务区移动到另一个服务区时，它就会启动 重连接服务。此服务会将主机和它所移入的基 本服务区内的AP做连接，使得分散系统将来能 知道此主机目前已由另一个AP管辖。重连接的 服务也由主机启动。 n3. 取消连接服务 n此服务主要目的是取消一个连接，当一个主 机传送数据结束时，可启动取消连接服务。 n另外,当一个主机从一个基本服务区移动到 另一个基本服务区时，它除了会对